Estudios de los mecanismos bioquímicos-moleculares que intervienen en la interacción Echinococcus sp.- hospedador: relación trófica durante el establecimiento de la echinococcosis

Echinococcus granulosus, el agente causal de la echinococcosis quística, es un cestodo que completa su ciclo de vida involucrando un hospedador definitivo canino, en el que se desarrolla sexualmente el parásito adulto, y hospedadores intermediarios herbívoros u omnívoros, donde tiene lugar el desarrollo asexual del metacestodo, siendo el protoescólex la estructura larvaria con potencialidad de desarrollo bidireccional dependiendo del tipo de hospedador en que se aloje. Debido a que estos helmintos basan su metabolismo en la captura de glucosa desde el medio extracelular y la acumulación de la misma en forma de glucógeno, es fundamental para el parásito la coordinación de la disponibilidad de este azúcar para garantizar los procesos de desarrollo en el metacestodo. En esta Tesis Doctoral se constata como la insulina, glucagón y somatostatina, tres de las principales hormonas gastro-pancreáticas que regulan la homeostasis de glucosa en mamíferos, impactan directamente el desarrollo y crecimiento del estadio larvario de E. granulosus, pudiendo promover la activación metabólica de metacestodos y protoescólices. Se identificaron en E. granulosus, tres transportadores de glucosa tipo GLUTs, capaces de incorporar un derivado fluorescente de 2-D-glucosa, y dos receptores acoplados a la proteína G con alta identidad de secuencia a los receptores de glucagón y de somatostatina humanos, dando cuenta de su expresión transcripcional. En presencia de insulina exógena se indujo la captación intracelular de glucosa a expensas del aumento en la expresión de estos trasportadores, conduciendo a un incremento en la acumulación del monosacárido libre y en forma de glucógeno. A su vez frente a insulina, se indujo la degradación de la glucosa incorporada mediante el aumento de la glucólisis y de la fermentación homoláctica, con un aumento en la actividad mitocondrial que permitió la obtención de ATP, poder reductor y esqueletos carbonados para inducir la síntesis de triglicéridos y de gotas lipídicas. Estas actividades anabólicas promovidas por la insulina en el parásito son mediadas entre otras proteínas, por la activación de Eg-TOR, un regulador maestro del crecimiento y proliferación celular. Por otro lado, el glucagón exógeno también impactó el metabolismo del cestodo, oponiéndose a la insulina en dos aspectos principales, éste induce la degradación del glucógeno y la activación de la autofagia. Aunque de la misma manera que la insulina, aumentó la actividad mitocondrial y la inducción transcripcional de los genes que podrían estar involucrados en la gluconeogénesis (Eg-pepck, Eg-g6p y Eg-f1,6bp). Los corpúsculos calcáreos resultaron ser las células especializadas con mayores cambios registrados en presencia de glucagón, en los cuales se indujo un incremento del potencial de membrana mitocondrial y se aumentó la captación de glucosa desde el medio extracelular, evidenciando la incorporación de glucosa a través de canales citoplasmáticos que vinculan a estas células directamente con el tegumento. Finalmente, en presencia de inhibidores de la vía de transducción de señales de insulina (como octreotide, un análogo de somatostatina) e inhibidores indirectos de TOR (como metformina), se puso en evidencia que el parásito induce previo a la muerte, la activación de autofagia y la acumulación de disacáridos no reductores. La síntesis de éstos últimos podría tener lugar a través de la redistribución del carbono celular, mediante un ciclo fútil que implica la síntesis y degradación de glucógeno, trehalosa y sacarosa para sostener la supervivencia del parásito ante la limitación de nutrientes, especialmente debido al déficit de glucosa. Este Trabajo de Tesis aporta evidencias de la relación íntima entre el parásito y los hospedadores, a través de la cual, se moviliza la glucosa hacia y dentro del parásito en respuesta a las hormonas liberadas en el torrente sanguíneo y/o sistema digestivo de los mamíferos que los hospedan. Esta interrelación trófica y metabólica parásito-hospedador, tendría lugar gracias a que el parásito adquiere y preserva durante su evolución, las vías de transducción de señales que mantienen la homeostasis de glucosa en los mamíferos capaces de permitir su desarrollo.